Tiểu luận khai thác, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái HYUNDAII10 GRAND . Được 8,5 điểm bảo vệ đồ án

PHẦN I. MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Phương tiện giao thông khi tham gia giao thông phải đảm
bảo an toàn chuyển động. Hướng chuyển động của xe phải được
kiểm soát bởi người điều khiển, đảm bảo điều khiển nhẹ nhàng,
nhanh chóng, chính xác theo ý muốn. Khi xe chuyển động, có thể
đi thẳng, quay vịng, tránh chướng ngại vật,….đó chính là các tác
động điều khiển xe chuyển động theo ý muốn. Hệ thống lái sẽ
đảm nhiệm chức năng này.
Để đảm bảo an tồn khi ơtơ chuyển động trên đường, người
vận hành phải có kinh nghiệm xử lí và thành thạo các thao tác
điều khiển. Mặt khác, để thuận tiện cho người vận hành thực hiện
các thao tác đó, địi hỏi ơtơ phải đảm bảo tính năng an tồn cao.
Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của
ơtơ nhờ quay vịng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ
phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong của ôtô khi
cần thiết. Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của
từng chủng loại xe. Chất lượng của hệ thống lái phụ thuộc rất
nhiều vào công tác bảo dưỡng sửa chữa. Muốn làm tốt việc đó thì
người cán bộ kỹ thuật cần phải nắm vững kết cấu và nguyên lí
làm việc của các bộ phận của hệ thống lái. Xuất phát từ những
yêu cầu và đặc điểm đó, em đã thực hiện tiểu luận tốt nghiệp với
đề tài “ Bảo trì hệ thống trợ lực lái bằng điện trên ơ tơ”
Ngồi mục đích chính là tiểu luận tốt nghiệp, nghiên cứu về
cách bảo trì hệ thống trợ lực lái bằng điện trên ô tô còn giúp sinh
viên hệ thống và nâng cao kiến thức đã được học. Qua đó, sinh
viên có nền tảng kiến thức về kỹ thuật vững vàng để tiếp thu các
công nghệ mới, các thiết bị mới của các hãng xe khác nhau và
tích lũy kinh nghiệm có ích cho cơng việc sau này.

2. Mục đích nghiên cứu
- Chủ yếu là kiếm tra, phát hiện những hư hỏng đột xuất,
ngăn ngừa chúng để đảm bảo cho ơ tơ vận hành an tồn.
- Đề xuất các biện pháp bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái
trên ô tô cho người sử dụng.


3. Đối tượng nghiên cứu
- Trợ lực lái điện trên ô tô.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
2

Tổng quan về hệ thống lái ô tô

10%

3

Cấu và hoạt động của các thiết bị trong hệ

35%

thống lái trợ lực bằng điện
4

Các dạng hư hỏng, nguyên nhân và phương
pháp kiểm tra chẩn đoán hệ thống

35%

hệ

thống lái của xe Hyundai - I10 Grand.
5

Kết luận và kiến nghị

15%

5. Giả thuyết khoa học
- Nếu đang trong quá trình sử dụng xe xuất hiện những hiện
tượng bất thường của hệ thống trợ lực bằng điện, người dùng sau
khi được tiếp cận với đề tài nghiên cứu này sẽ dễ dàng nhận biết
sự hỏng hóc từ hệ thống trợ lực bằng điện, từ đó dễ dàng sửa
chữa.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Tìm hiểu bằng tài liệu tham khảo, qua mạng internet,sách
báo, hỏi giáo viên.
- Nghiên cứu về hệ thống lái ô tô.
- Nghiên cứu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của của
thiết bị trong hệ thống lái trợ lực bằng điện
- Nghiên cứu các dạng hỏng hóc, phương pháp kiểm tra,
chuẩn đoán và sửa chữa hệ thống lái xe trên HYUNDAI-I10
GRAND.


PHẦN II. NỘI DUNG
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI Ơ TƠ
1. Cơng dụng
- Hệ thống lái có cơng dụng điều khiển hướng chuyển động của ô tô đi thẳng, quay

vòng hoặc rẽ trái, rẽ phải theo tác động của người lái lên vô lăng.
- Hệ thống lái tham gia cùng các hệ thống khác thực hiện điều khiển điều khiển
oto và đóng vai trị quan trọng trong việc đảm bảo an tồn giao thơng khi oto
chuyển động.
- Các bộ phận chính của hệ thống lái.
+ Cơ cấu lái, vô lăng, trục lái: Truyền momen do người lái tác dụng lên vô
lăng đến dẫn động lái.
+ Dẫn động lái: Truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn
hướng và đảm bảo động học quay vòng đúng.
+ Trợ lực lái: Có thể có hoặc khơng. Dùng để giảm nhẹ lực quay vòng của
người lái. Thường được sử dụng trên các xe đời mới, xe tải trọng lớn...
2. Yêu cầu
Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định, khơng bị nhao lái sang hai bên khi
đang chuyển động thẳng:
+ Các bánh xe dẫn hướng phải đảm bảo về áp suất, độ mịn và ổn
định.
+ Khơng có hiện tượng tự dao động các bánh dẫn hướng trong mọi
điều kiện làm việc, mọi chế độ chuyển động.
- Đảm bảo tính cơ động cao: tức là xe có khả năng quay vịng tốt, bán kính
quay vịng nhỏ thuận tiện trên diện tích nhỏ.


- Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe khơng bị trượt lê gây
mịn lốp, giảm tính ổn định của xe.
- Giảm các va đập từ đường lên vơ lăng khi xe chuyển động trên đường
xóc, gồ ghề hay chướng ngại vật.
- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện giúp người lái thoải mái và không tốn
nhiều sức lực trong việc lái xe.
- Cơ cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng sửa chữa.

* Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống dẫn hướng trên ô tô:
- Đảm bảo cho xe chuyển hướng chuyển động chính xác và an tồn
- Giúp việc điều khiển vô lăng dễ và nhẹ nhành
- Dao động của bánh trước không được truyền lên vành lái
- Các bánh xe dẫn hướng sẽ phải tự động xoay trở về vị trí thẳng đứng sau
khi xe quay qua khúc quanh hay đường vòng
3. Phân loại
- Theo phương pháp quay vòng:
+ 2 bánh trước dẫn hướng: được sử dụng phổ biến nhất trên xe con, xe du
lịch, xe tải nhỏ và vừa...
+ 4 bánh trước dẫn hướng: Sử dụng trên các xe tải có trọng tải lớn.
+ 2 bánh sau dẫn hướng.
+ 4 bánh trước và sau dẫn hướng.
+ Kiều bẻ gãy thân xe.
-Theo vị trí vơ lăng:
+ Vơ lăng bố trí bên trái.
+ Vơ lăng bố trí bên phải. Tùy thuộc vào luật của các nước mà bố trí khác
nhau nhằm thuận lợi cho người lái dễ quan sát, nhất là khi vượt xe.
- Theo kết cấu cơ cấu lái:
+ Trục vít – cung răng.
+ Trục vít – chốt quay.


+ Trục vít – con lăn.
+ Bánh răng – thanh răng.
+ Thanh răng liên hợp ( Trục vít – liên hợp ecu bi – cung răng ).
- Theo cơ cấu trợ lực.:
+ Trợ lực cơ khí.
+ Trợ lực thủy lực.
+ Trợ lực hóa khí ( khí nén hoặc chân khơng ).

+ Trợ lực điện.
+ Trợ lực thủy lực – điện.
- Theo số lượng cầu dẫn hướng
+ Một cầu dẫn hướng
+ Nhiều cầu dẫn hướng
+ Tất cả các cầu dẫn hướng
4. Cấu tạo chung hệ thống lái ô tô
4.1. Sơ đồ vị trí của các thiết bị trong hệ thống lái ơ tơ

Hình 1.1. Sơ đồ vị trí của các thiết bị trong hệ thống lái ô tô.



Hình 1.2.
Các bộ phận chính của hệ thống lái:
- Vành lái:
+ Là bộ phận đặt trên buồng lái có nhiệm vụ tiếp nhận momen quay của người
lái và truyền cho trục lái. Vành tay lái có cấu trúc tương đối giống nhau trên các
loại xe bao gồm vành hình trịn bên trong bằng thép và được bọc bằng nhựa hoặc
da. Lắp ghép với các trục lái bằng then hoa, ren và đai ốc. Ngồi chức năng chính
là tiếp nhận momen quay từ người lái, vành lái còn là nơi bố trí một số bộ phận
như cịi, túi khí và các nút điều khiển khác.
+ Vành lái phải đảm bảo vững chắc và tính thẩm mỹ với nội thất xe.
- Trục lái:
+ Bao gồm trục lái chính làm nhiệm vụ truyền mo men từ vành lái đến cơ cấu
lái. Đầu trên của trục lái chính được làm thon và xẻ răng cưa, vành lái được siết
chặt vào trục lái bằng đai ốc. Đầu dưới của trục lái chính được nối với cơ cấu lái
bằng khớp nối mềm hoặc khớp nối các đăng để giảm thiểu chấn động từ mặt
đường lên vành tay lái.
+ Ngồi chức năng trên trục lái cịn là nơi bố trí các cần điều khiển đèn chiếu

sáng, xi nhan, gạt mưa và nước rửa kính.
+ Trục lái phải đảm bảo độ cứng để truyền momen từ vành lái đến cơ cấu lái và
đảm bảo giảm các rung động trong khi chuyển động từ mặt đường lên vành lái,
trục lái cần có kết cấu gọn bố trí hợp lý.
+ Hiện nay kết cấu trục lái rất đa dạng, đa số các xe sử dụng loại trục gãy được
cấu tạo từ các trục có khớp nối các đăng.
4.2. Cơ cấu lái
Cơ cấu lái có chức năng biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển
động thẳng dẫn đến các đòn kéo dẫn hướng.
Cơ cấu lái sử dụng trên các xe ô tô hiện nay rất đa dạng tuy nhiên để đảm
bảo thực hiện tốt được chức năng trên thì chúng phải đảm bảo được các yêu cầu
sau:
+ Tỉ số truyền của cơ cấu lái phải đảm bảo phù hợp với từng loại ô tô.


+ Có kết cấu đơn giản, tuổi thọ cao và giá thành thấp, dễ dàng tháo lắp và
điều chỉnh.
+ Độ rơ của cơ cấu lái phải nhỏ.
- Các kiểu cơ cấu lái:
+ Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng: có kết cấu đơn giản nên được sử
dụng khá rộng rãi trên các loại xe ơ tơ hiện nay. Nó bao gồm một bánh răng
nghiêng thông thường được chế tạo liền với trục lái và ăn khớp với một thanh răng
nghiêng, hai đầu của thanh răng có thể liên kết với trực tiếp với các đòn dẫn động
lái bằng khớp trụ hoặc thông qua hai thanh dẫn động khác bằng được bắt bu lơng.
Cơ cấu lái kiểu này có kết cấu gọn tuy nhiên tỉ số truyền nhỏ thích hợp bố trí
trên các loại xe nho. Độ dơ tay lái nhỏ do được dẫn động trực tiếp hơn so với các
loại cơ cấu lái khác.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn: Kiểu cơ cấu lái này sử dụng cặp ăn khớp
trục vít, con lăn để thực hiện quá trình điều khiển xe chuyển hướng hay quay
vịng. Ưu điểm của cơ cấu này là có kết cấu gọn, bền và có khả năng chống mịn

cao.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi thanh răng bánh răng.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít chốt khớp.
4.3. Dẫn động lái
Cơ cấu dẫn động lái có chức năng truyền chuyển động điều khiển từ hộp cơ
cấu lái đến hai ngõng quay của hai bánh xe. Bảo đảm mối quan hệ cần thiết về góc
10 quay của các bánh xe dẫn hướng có động học đúng khi thực hiện quay vòng.
Mối quan hệ cần thiết về góc quay của các bánh xe dẫn hướng được đảm bảo bằng
kết cấu của hình thang lái.
Cơ cấu dẫn động lái bao gồm các thanh dẫn động và các khớp liên kết. Tuỳ
theo cấu trúc khung gầm của từng xe người ta bố trí các loại cơ cấu dẫn động lái
khác nhau.
- 1 số cơ cấu khác trên hệ thống lái:
+ Cơ cấu hấp thụ va đập: Khi chiếc xe gặp tai nạn, bộ phận giảm chấn ngăn
khơng cho trục lái chính làm tổn thương người lái bằng hai mức độ: Gãy ngay khi


xảy ra va trạm(primary shock); và hấp thụ lực của thân người lái va vào vơ lăng do
qn tính (secondary shock).
Trục lái hấp thụ va đập được phân loại như sau:
- Kiểu giá đỡ uốn
- Kiểu bi
- Kiểu cao su silicơn
- Kiểu ăn khớp
- Kiểu ống ép

Hình 1.3. Cơ cấu hấp thụ va đập kiểu giá đỡ
Khi hộp cơ cấu lái chuyển dịch khi xe bị va đập (va đập sơ cấp) thị trục
trung gian co lại, do đó làm giảm khả năng trục lái và vô lăng nhô lên trong buồng
lái

Khi một lực va đập được truyền vào vô lăng trong sự cố đâm xe (va đập
thứ cấp) thì cơ cấu hấp thị va đập và túi khí của người lái giúp hấn thụ va đập.Hơn
nữa, giã đỡ dễ vỡ và giá đỡ phía dưới tác ra làm cho tồn bộ trục lái đổ về phía


trước. Lúc này tấm hấp thụ va đập bị biếm dạng để giúp hấp thi tác động của va
đập thứ cấp.
+ Cơ cấu khóa tay lái:
Đây là cơ cấu vơ hiệu hóa vơ lăng để chống trộm bằng cách khóa trục lái
chính vào ống trục lái khi rút chìa khóa điện.
Có hai loại cơ cấu khóa lái:
+ Ổ khóa điện loại ấn
+ Ổ khóa điện loại nút bấm

Hình 1.4. Cơ cấu khóa tay lái
+ Cơ cấu "gật gù":Cơ cấu "gật gù" cho phép lựa chọn vị trí vơ lăng (theo
hướng thẳng đứng) để thích hợp với vị trí ngồi lái của người lái xe. Cơ cấu tay lái
nghiêng được phân loại thành loại điểm tựa trên và loại điểm tựa dưới.


Hình 1.5. Cơ cấu gật gù của trục lái.

Hình 1.6. Cấu tạo cơ cấu tay lái nghiêng loại điểm tựa dưới
+ Cơ cấu trượt: Cơ cấu trượt tay lái cho phép điều chỉnh vị trí vơ lăng về phía
trước hoặc về phía sau cho phù hợp với vị trí, tầm vóc của người lái xe.


Hình 1.7. Cơ cấu trượt của trục lái.
Cơ cấu trượt vơ lăng bao gồm ống trục trượt, hai khóa nêm, bu lơng chặn,
cầu trượt v.v ...

Hình 1.8. Các chi tiết chính của cơ cấu trượt tay lái
4.4. Trợ lực lái
4.4.1. Sự cần thiết của cơ cấu trợ lực lái.
- Hệ thống lái có trợ lực là hệ thống lái có khả năng tạo 1 lực phụ hỗ trợ lái
xe quay vòng tay lái. Việc trang bị hệ thống trợ lực sẽ mang lại những lợi
ích sau:


+ Giảm nhẹ cường độ lao động của người lái: Khi xe có tải trọng lớn
hay ở tốc độ cao việc quay vịng tay lái sẽ rất khó khăn. Hệ thống sẽ hỗ trợ
1 phần lực để quay vòng tay lái nhẹ nhàng.
+ Nâng cao tính an tồn cho xe nhờ sự chính xác và dễ dàng trong lái
xe.
+ Giảm nhẹ những va đập từ đường lên vành tay lái do đường xóc, mấp
mơ.
4.4.2. Phân loại hệ thống trợ lực lái
- Có 3 loại hệ thống trợ lực lái:
+ Trợ lực lái thủy lực: Đây là loại trợ lực lái được trang bị đầu tiên trên ôtô.
Cấu tạo của hệ thống trợ lực lái này rất đơn giản: nó gồm hai đường ống dầu vào 2
khoang được chia sẵn bên trong thước lái, các van điều hướng và một bơm dầu trợ
lực được dẫn động bởi động cơ để bơm dầu vào thước lái.

Hình 1.9.

Các chi tiết chính của hệ thống lái có trợ lực thủy lực

+Trợ lực lái điện: Đây là loại trợ lực lái sử dụng điện để khắc phục nhược
điểm của trợ lực thủy lực. Khi xe chạy với vận tốc cao, việc đánh lái sẽ trở nên rất
nhẹ nhàng nên người lái dễ bị mất cảm giác lái, người lái đánh lái một góc nhỏ

nhưng xe quay vòng rất lớn, hệ thống lái trợ lực bằng thủy lực không thể điều
chỉnh để giảm trợ lực lái, do đó hệ thống trợ lực lái điện được ra đời để khắc phục
tình trạng này.Cấu tạo hệ thống trợ lực lái điện rất đơn giản, nó gồm một mơ tơ


điện, một trục vít gắn cố định trên trục mơ tơ, trục vít ăn khớp với một bánh vít
được gắn cố định trên trục lái, mô tơ sẽ được điều khiển bằng một bộ điều khiển
thơng qua tín hiệu của các cảm biến.

Hình 1.10. Các bộ phận của bộ phận trợ lực lái bằng điện

+ Trợ lực lái thủy lực- điện tử : Trợ lực lái thủy lực – điện tử gọi chính xác
hơn là trợ lực lái thủy lực điều khiển điện tử. Đúng như tên gọi của nó, hệ thống
trợ lực này tương tự như hệ thống trợ lực thủy lực, nhưng điểm khác biệt ở đây là
các van điều hướng dầu thủy lực sẽ được điều khiển bởi một bộ điều khiển thông
qua các cảm biến thay vì được đóng mở một cách cơ khí do sự tác động của vô
lăng trong hệ thống trợ lực thủy lực thông thường.


Chương 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA
CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC BẰNG
ĐIỆN
1. Ưu và nhược điểm của hệ thống trợ lực lái bằng điện
• Ưu điểm:
- Hệ thống trợ lực điện có kết cấu đơn giản, gồm ECU, mô
tơ điện và các cảm biến
- Hệ thống trợ lực lái điện đảm bảo được sự chính xác, nhẹ
nhàng
- Tiết kiệm nhiên liệu hơn khoảng 2 – 3%. Thay vì phải
dùng bơm dầu để trích cơng suất từ động cơ, thì motor điện chỉ

cần lấy năng lượng từ máy phát và ắc-quy. Ngoài ra, motor chỉ
chạy khi cần trợ lực.
- Tính cơng nghệ hiện đại: Với việc tích hợp điện tử, thì hệ
thống lái hồn toàn được kết nối với hệ thống phanh, treo bằng
mạng giao tiếp giữa các ECU. Từ đó chiếc xe sẽ phục vụ bạn
một cách tốt nhất và an tồn nhất.
• Nhược điểm:
Càng hiện đại thì càng khó sửa chữa, thay thế, cũng như chi phí
cao, và dưới đây là những nhược điểm của chúng:
- Có cấu tạo phức tạp: Hệ thống trợ lực điện được cấu tạo
nhiều chi tiết hơn trợ lực lái thủy lực.
- Độ tin cậy không cao: Vì nó liên quan tới cảm biến, motor,
tất cả đều là thiết bị điện nên bị đánh giá độ tin tưởng khơng
cao. Tuy nhiên, thế khơng có nghĩa là nó hay hư hỏng. Ở đây là
đánh giá về độ tin tưởng.
- Mất cảm giác lái: Khi xe di chuyển chậm thì cảm giác đánh
lái là rất nhẹ. Điều này khó khắc phục được hồn tồn do giới
hạn tối thiểu cơng suất của motor. Nếu khi di chuyển vào


những đoạn được xấu thì sẽ khiến người lái khơng thể cảm
nhận được bề mặt đường để điều khiển.
- Chi phí sản xuất và bảo dưỡng cao hơn: Hệ thống trợ lực
điện ít khi phải kiểm tra. Tuy nhiên, nếu hư hỏng phần cứng thì
đa số đều phải thay mới tồn bộ nên chi phí cho mỗi lần sửa
chữa sẽ cao hơn.


2. Cấu tạo và hoạt động của các thiết bị trong trợ lực lái bằng điện.
• Cấu tạo của các thiết bị trong trợ lực lái bằng điện:

Do đòi hỏi tốc độ ngày một cao hơn, chất lượng tốt hơn và
yêu cầu giảm năng lượng tiêu thụ ở phương tiện ngày một gia
tăng. Để đáp ứng cho các đòi hỏi này, việc nghiên cứu và phát
triển theo xu hướng cải thiện hệ thống điều khiển điện điện tử
nhằm mục đích nâng cao hơn nữa các chức năng và đặc tính của
nó. Điểm đặc biệt đó gồm hai đề xuất là giới thiệu lơgíc tốn học
và hệ thống lái chun sâu phù hợp với môi trường xe chạy bằng
cách thay đổi các trợ lực cho phù hợp với điều kiện giao thông
hoặc điều kiện bề mặt đường để tạo cảm giác nhạy bén khi lái xe.
Vấn đề quan trọng nhất là khả năng phản ứng tức thời của trợ lực
lái, gây cảm giác cho người lái làm họ phải chú ý đến sự biến đổi
do phản lực lái gây ra.

Như vậy, hệ thống cung cấp cho

người lái xe các thông tin cần lưu ý trong điều kiện vận hành của
phương tiện, ví dụ: Sự biến đổi vận tốc và gia tốc, phản lực lái,
không chỉ cải thiện mối quan hệ giữa người lái và phương tiện mà
cịn có thể tạo ra sự phù hợp giữa cảm giác của người lái và hệ
thống lái, nhưng chức năng tự động bù khi phương tiện có những
biến đổi khơng đồng đều mà ngun nhân do sự xáo trộn gây ra
cũng có thể được giải quyết.
Trợ lực lái điện (EPS - Electric Power Steering) là một hệ thống
điện hoàn chỉnh làm giảm đáng kể sức cản hệ thống lái bằng
cách cung cấp dòng điện trực tiếp từ mô tơ điện tới hệ thống lái.
Thiết bị này bao gồm có cảm biến tốc độ xe, một cảm biến lái
(mơmen, vận tốc góc), bộ điều khiển điện tử ECU và một mơtơ.
Tín hiệu đầu ra từ mỗi cảm biến được đưa tới ECU có chức năng
tính tốn chế độ điều khiển lái để điều khiển hoạt động của môtơ
trợ lực.

Các phần tử chính cua trợ lực lái điện gồm có: Mơ tơ điện một
chiều; Các cảm biến; Bộ điều khiển trung tâm (ECU); Hộp giảm
tốc.
2.1. Sơ đồ tổng quan
Trợ lực lái được điều khiển theo các bản đồ được lưu trữ sẵn
trong bộ nhớ của ECU. EPS ECU có thể lưu trữ 16 bản đồ, các bản
đồ này được kích hoạt ở nhà máy phụ thuộc vào các yêu cầu cho
trước (ví dụ trọng lượng của ơ tơ).

Hình 2.1.

Sơ đồ khối nguyên lý trợ lực lái điện

1- Dòng cấp mô tơ; 2- Tốc độ mô tơ; 3- Vận tốc mơ tơ;
4- Mơ men lái; 6- Điều khiển dịng tối đa cho mô tơ; 7Điều khiển bù rung động; 8- Điều khiển phục hồi; 9Điều khiển bù; 10- Điều khiển chính; 11- Dịng đích;
Hạn chế dịng cấp áp tối đa ra mơ tơ; 13- Điều khiển
dịng cấp ra mơ tơ; 14- Dịng cấp cho mơ tơ
Ngồi ra các bản đồ này cũng được kích hoạt bằng những
cơng cụ qt ECU hoặc hệ thống lái sau khi bảo dưỡng hoặc
thay thế ECU hoặc hệ thống lái. Với bất kì một cái xe đã cho thì
cả hai bản đồ tương ứng với xe hạng nặng và hạng nhẹ được


chon. Mỗi bản đồ có 5 đặc tính khác nhau tương ứng với các vận
tốc chuyển động của ô tô. Các bản đồ này xác định vùng trợ lực
lái có thể làm việc.

Hình 2.2.

Bản đồ điều khiển ECU trong hệ thống trợ
lực lái điện

Nguyên lý làm việc của trợ lực lái gồm các bước:
Bước 1.

Trợ lực lái sẽ bắt đầu làm việc khi người lái tác
dụng lực để quay vô lăng.

Bước 2.

Lực tác dụng lên vành lái sẽ làm cho thanh
xoắn trong cơ cấu lái xoay. Cảm biến mô men
lái sẽ xác định góc quay của thanh xoắn và gửi
các lực lái đã được tính tốn đên ECU

Bước 3.

Cảm biến góc quay của vơ lăng sẽ thơng báo
góc quay vành lái và tốc độ đánh tay lái hiện
thời.

Bước 4.

Phụ thuộc vào lực lái, tốc độ chuyển động, tốc
độ động cơ, góc quay vơ lăng, tốc độ đánh tay
lái và bản đồ được lưu giữ trong ECU, EPS ECU

sẽ tính tốn lực trợ lực cần thiết và gửi đến
động cơ điện.
Bước 5.

Trợ lực lái sẽ tác động lên cơ cấu lái một lực trợ
lực song song với lực đặt lên vành lái.

Bước 6.

Tổng của lực đặt lên vành lái và lực trợ lực sẽ
tác động lên cơ cấu lái để quay vòng xe.

2.2. Cảm biến momen
a. Loại lõi thép trượt ( Hình 1.13):
Gồm 1 lõi thép được lắp lỏng trượt trên trục lái, trên đó có 1
rãnh chéo, rãnh này sẽ được lắp với 1 chốt trên trục lái. Phía
ngồi lõi thép là 3 cuộn dây quấn: 1 cuộn sơ cấp và 2 cuộn thứ
cấp. Cuộn sơ cấp được cấp 1 nguồn điện xoay chiều tần số cao.
Tùy thuộc vào vị trí của lõi thép mà suất điện động cảm ứng ra
trong hai cuộn dây thứ cấp khác nhau. Tín hiệu của 2 cuộn thứ
cấp được chỉnh lưu và đưa về mạch so sánh để biến đổi thành
điện áp tuyến tính tỉ lệ với góc xoắn của 1 thanh xoắn đặt giữa
trục lái và cơ cấu lái ( Như trong van trợ lực thủy lực loại van
xoay).
Ba trạng thái của rãnh chéo và chốt và lõi thép tương ứng với
các trường hợp quay vịng phải, vị trí trung gian và quay vịng trái
cũng được thể hiện trên hình 1.13.


Sơ đồ đặc tính và các vị trí làm việc của

Hình 2.3.

cảm biến mơmen lái loại lõi thép trượt
1- Lái phải; 2- Trung gian; 3- Lái trái; 4- Cuộn sơ
cấp;5,76- Lõi thép trượt;

Cuộn

thứ

cấp;


b. Loại lõi thép xoay ( hình 1.14):
Gồm trục vào ( gắn với phần trên trục lái), trục ra ( gắn với
phần nối tiếp của trục lái tới cơ cấu lái), giữa trục vào và trục ra
được liên kết bằng 1 thanh xoắn. Trên trục vào lắp 1 vành cảm
ứng số 1 có các rãnh để cài với các răng của vành cảm ứng số 2.
Còn vành cảm ứng số 3 cũng có các răng và rãnh được lắp trên
trục ra. Phía ngồi các vịng cảm ứng là các cuộn dây được chia
ra các cuộn dây cảm ứng và cuộn dây bù. Sơ đồ nguyên lý của
cảm biến và đặc tính được trình bày trên hình 1.22.

Hình 2.4.

Vị trí lắp, cấu trúc và đặc tính của cảm biến
mơmen lái loại lõi thép xoay

1- Cảm biến mô men; 2- Trục lái chính; 3- Bộ giảm tốc;

4- Vơ lăng; 5- Vành phát hiện 1; 6- Trục sơ cấp;7- Cuộn
dây bù;8-Vành cảm ứng 1; 9- Vành cảm ứng 3; 10- Trục
thứ cấp; 11- Từ trục lái; 12- Từ cơ cấu lái; 13-Vành cảm
ứng 2


c. Loại 4 vành dây (Hình 1.15)

Hình 2.5.

Cấu tạo cảm biến mômen lái loại 4 vành
dây

1-Vành 2; 2-Thanh xoắn; 3- Vành 1; 4- Trục vào;5- Vành
1(phần Stator); 6- Vành 2(Stator);7- Trục ra

Cảm biến gồm 2 phần:
-

Phần stato có 2 vành dây, các dây được cuốn trên các răng
thép định hình

-

Phần rơto có 2 vành dây: 1 vành được gắn với trục răng,
phần thứ 2 được gắn với cácđăng trục lái. Giữa vành thứ
nhất và thứ hai có thể xoay lệch nhau 1 góc bằng góc xoắn
của thanh xoắn ( Khoảng 7 độ 58 phút)

-

Sơ đồ bố trí các cuộn dây và xung của cảm biến được trình
bày trên hình 1.16


Hình 2.6.

Sơ đồ ngun lý và xung của cảm biến
mơmen lái loại 4 vành dây

2.3. Motor điện
Mô tơ điện của trợ lực lái là một mô tơ điện một chiều nam
châm vĩnh cửu, gắn với bộ truyền động của trợ lực lái. Mô tơ
chấp hành của trợ lực lái điện có nhiệm vụ tạo ra mơ men trợ lực
dưới điều khiển của ECU và phải đáp ứng các yêu cầu:
-

Mô tơ phải đưa ra được mô men xoắn và lực xoắn mà khơng làm
quay vơ lăng.

-

Mơ tơ phải có cơ cấu đảo chiều quay khi có sự cố xảy ra.

-

Những dao động của mô tơ và mô men xoắn, lực xoắn phải trực
tiếp chuyển đổi thông qua vành lái tới tay người lái phải được cân
nhắc.
Do vậy Mô tơ điện có các đặc điểm:

-

Nhỏ, nhẹ, và có kết cấu đơn giản.

-

Lực, mô men xoắn biến thiên nhỏ thông qua điều khiển.

-

Dao động và tiếng ồn nhỏ.

-

Lực quán tính và ma sát nhỏ.

-

Độ an toàn và độ bền cao.